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观点 | 液体发酵中药的四种方式

2021/8/17 8:01:59 0人评论 1092次浏览 分类:中药科技

鸡鸭鹅病防治网联合驰骋中兽医研究所共同分享:

  发酵中药如何发酵?不论发酵中药、生物饲料,都离不开微生物,微生物在实际生产中是如何发酵的呢?发酵可以液体发酵也可固体发酵,根据益生菌液体发酵中兽药的方式不同可以分为四种类型:分批发酵;补料——分批发酵;半连续发酵;连续发酵。

1、分批发酵是一种封闭式的发酵,将益生菌接种到中药发酵培养基后,除了保证气体流通以外,发酵液始终留在发酵罐内。整个发酵过程无培养基的加入和产物的输出。分批发酵过程可细分为6期:停滞期、加速期、对数期、减速期、静止期、死亡期。简单的说就是发酵一罐收获一罐,中间不再进行额外的操作。这种发酵方式的优点:操作简单,周期短,染菌机会少,生产过程和产品质量容易掌握。缺点是产率低。

2、补料——分批发酵在分批发酵过程中补入新鲜的料液,以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出,所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂化的实际生产中采用这种方法很多。简单的说就是发酵过程中补充营养物质,以利于更好的提高产物产物。

  优点:在这样一种系统中可以维持低的基质浓度,避免快速利用碳源的阻遏效应;减缓代谢有害物的不利影响;可以通过补料控制达到最佳的生长和产物合成条件;还可以利用计算机控制合理的补料速率,稳定最佳生产工艺。

  缺点:由于没有物料取出,产物的积累最终导致比生产速率的下降。由于有物料的加入增加了染菌机会。

3、半连续发酵在补料—分批发酵的基础上,间歇放出部分发酵液送到产物提纯工段,被称为半连续发酵。由于有害代谢产物的不断积累,产物合成最终难免受到阻遏。放掉部分发酵液再补加适当料液不仅补充养分和前体,而且代谢有害产物被稀释,从而有利于产物继续合成。

  半连续发酵也有不足:

 (1)放掉发酵液的同时也丢失了未利用养分和处于生产旺盛期的菌体;

 (2)定期补充和放出使发酵液稀释,使提炼的发酵液体积更大。

 (3) 发酵罐被稀释后可能产生更多的代谢有害物,最终限制发酵的产物合成;

 (4)一些经代谢产生的前体可能丢失;

 (5)有利于非生产菌突变株的生长。

4、连续发酵连续培养是在发酵过程中,一边加新鲜的料液,一般以相同的流速放料,维持发酵液原来的体积。在稳定条件下可通过补料速率来控制。流入罐内的料液使得基质浓度上升、菌体浓度变稀,细胞生长将导致菌体浓度变浓、基质浓度下降。连续发酵达到稳态时,放出发酵液中的细胞量等于生成细胞量。

  多级连续培养可以在每个罐中控制不同的反应条件,以满足微生物各个阶段生长的不同要求。培养液中的营养成分也能较充分地利用。最后流出的发酵液中,细胞和产物的浓度较高。

  优点:有效延长对初期到稳定期的阶段的持续时间,使微生物的生长速率、代谢活动始终处于恒定状态,发酵产量高、质量稳定,从而提高发酵设备利用率。这主要是因为连续培养持续的时间长,发生杂菌污染的机会多,菌种不稳定的话,长期连续培养会引起菌种退化。

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